Dureté

Le collectionneur de minéraux entend toujours par dureté la résistance qu'oppose un minéral à la raclure par un matériau aux arêtes vives.

La notion de dureté fut introduite il y a plus de 150 ans par un minéralogue viennois, Friedrich Mohs (1773-1839), qui établit une échelle comparative (échelle des duretés de Mohs) à partir de 10 minéraux de dureté différente. Cette échelle est restée valable jusqu'à aujourd'hui et est utilisée dans le monde entier.

Le n°l représente le degré le plus tendre, et le n° 10, le plus dur. Dans l'intervalle entre ces deux extrêmes, chaque minéral classé raye celui dont la dureté lui est inférieure et est lui-même rayé par le minéral plus dur qui le suit dans l'échelle. Les minéraux de même dureté ne se rayent pas entre eux. Depuis, les degrés de dureté ont encore été subdivisés dans la pratique en demi-degrés.

Tous les minéraux connus à ce jour sont classés dans cette échelle des duretés. Dans les livres sur les minéraux, les descriptions indiquent toujours la dureté selon Mohs. Les minéraux de dureté 1 et 2 sont considérés comme tendres, ceux de degré 3 à 6 semi-durs et ceux au-dessus de 6 comme durs. Autrefois, pour les degrés 8 à 10, on parlait aussi de « dureté de pierre précieuse ». Mais cette appellation est aujourd'hui infirmée car il existe des pierres précieuses présentant des duretés en-dessous de 8.

Les minéraux ne présentent pas la même dureté sur toutes les faces. Mais les différences sont généralement si faibles que le non-spécialiste peut les négliger. Il faut en tenir compte lorsqu'elles sont importantes. Les cristaux prismatiques du disthène, par exemple, présentent une dureté de 44 1/2 dans le sens de la longueur, et de 6-7 dans le sens de la largeur.

Échelles des duretés relatives et absolues

Ce phénomène de différences de duretés chez un même cristal permet de tailler le diamant par du diamant, bien que normalement, des minéraux de même dureté ne se rayent ni ne s'usent entre eux. Le diamant est, comme chacun le sait, le matériau le plus dur qui existe, mais il peut être usé par une poudre diamantée pour la raison suivante : sa dureté varie considérablement selon les faces, d'une part, et suivant la direction, d'autre part (v. schéma p. 23). Statistiquement, la poussière de diamant contient toujours des éclats très durs, ce qui permet de tailler les faces moins dures d'un cristal de diamant. Les faces très dures ne pourront jamais être usées. L'échelle de dureté de Mohs est une échelle relative. Elle permet seulement de déterminer quel minéral raye l'autre, et ne donne aucune précision sur la variation réelle de dureté à l'intérieur de l'échelle.

Pour les experts ou les scientifiques, l'échelle des duretés selon Mohs est inutilisable, car trop relative et trop imprécise. C'est pourquoi on a établi à l'aide de moyens techniques importants des valeurs de dureté absolue. Dans la tableau de la p. 22, les valeurs des duretés absolues (résistance à l'abrasion d'après Rosiwal) sont introduites en regard des valeurs des duretés selon Mohs. On constate à quel point les intervalles entre les degrés de l'échelle de Mohs peuvent varier. Néanmoins, l'échelle de Mohs est très précieuse pour le non-spécialiste, pour qui l'estimation de la dureté absolue n'est guère possible.

On peut se procurer dans le commerce des échantillons de référence et une trousse de dureté (v. illustr.).

Lorsque l'on n'a pas à sa disposition les échantillons de référence de l'échelle, on peut également reconnaître certains degrés de dureté à l'aide d'autres moyens simples : l'ongle raye les corps de dureté allant jusqu'à 2, une pièce de cuivre, jusqu'à 3, un canif, jusqu'à 5 environ, un couteau avec un acier de très bonne qualité, même jusqu'à 5 1/2. Une lime d'acier est encore plus dure, elle raye jusqu'à une dureté de 6. Le quartz (dureté 7) raye sans peine du verre à vitre. En vertu de cette simplicité d'utilisation, l'échelle des duretés selon Mohs est très appréciée des amateurs. Elle nécessite peu de frais et permet d'effectuer déjà sur le terrain, lors de promenades ou d'excursions, une première détermination de façon commode et rapide.

Pour le test de dureté selon Mohs, il faut prendre soin de n'utiliser que du matériel aux arêtes vives et de l'appliquer sur des surfaces lisses, non altérées. Les formes cannelées, les cristaux feuilletés et les minéraux altérés semblent avoir une dureté moindre. Lorsque l'on raye un minéral, il reste un trait poudreux, qui peut tout aussi bien provenir du matériel de référence que du minéral à déterminer. C'est pourquoi il faut terminer l'essai en passant le doigt sur la surface rayée. Si le trait s'efface, c'est que le matériel de référence était plus tendre que le minéral à déterminer. Dans le cas contraire, il était plus dur, et a creusé une rayure dans l'échantillon à déterminer. On recourra à une loupe quand la rayure n'est pas nette. L'échelle des duretés selon Mohs ne sert à vrai dire qu'à la détermination de minéraux, et non à celle des roches. Pour des roches monominérales, c'est-à-dire constituées d'une seule espèce minérale, comme le sel gemme, le calcaire et le marbre, on peut obtenir à l'aide du test de dureté selon Mohs des valeurs approximatives qui peuvent être utiles pour la déterminations de roches et, par là, de minéraux.